Геометриялық оптика түсініктері. Жарықтың таралу заңы
Планктың кванттық гипотезасы. Бұл гипотезаға сәйкес атомдық
жүктеу/скачать 2,53 Mb.
|
оптика лекция
| Планктың кванттық гипотезасы. Бұл гипотезаға сәйкес атомдық осцилляторлар энергияны үздіксіз емес, белгілі жеке үлестер – кванттар түрінде шығарады, ал квант энергиясы сәуле жиілігіне пропорционал болады: , мұндағы — Планк тұрақтысы. Осциллятор энергиясы тек энергияның элементар үлесі -ге еселі дискретті мәндер қабылдай , (n = 0,1,2,...).
Планктын ұйғаруынша, жарықтың кванттық қасиеттері тек шығару актілерінде, яғни жарықтың затпен әсерлесуі кезінде ғана байқалады. Ал жарықтың кеңістікте таралуы үздіксіз өтеді және Максвеллдің классикалық теңдеулерімен бейнеленеді. А.Эйнштейн теориялық пайымдаулар мен эксперимент деректеріне сүйеніп мынадай болжам ұсынды: жарық кеңістікте қандай да бір бөлшектердің жиынтығы сияқты таралады және әрбір бөлшектің энергиясы Планктың формуласымен анықталады. Кейіннен осындай бөлшектер жарық кванттары немесе фотондар деп аталады. Бұл әрине жарықтың Ньютон ұсынған жарық теориясын қабылдау емес. Фотондарды классикалық механикадағы материялық нүктелер сияқты белгілі бір траекториялар бойынша қозғалатын жарық бөлшектері деп қарастыруға болмайды. Өйткені фотондарға интерференция және дифркция құбылыстары да тән. Фотондар корпускулалық қасиеттермен қатар толқындық қасиеттерге де ие. Фотондардың осы ерекшелігі корпускулалық-толқындық дуализм деп аталады. Кванттың (фотонның) энергия мөлшері оның негізгі сипаттамасы болып табылады. Квант (фотон) энергиясының шамасы жарықтың қасиетін анықтайды. Монохромат жарық ағыны энергиялары бірдей кванттардан (фотондардан) тұрады. Кванттық түсініктерге сәйкес әр түрлі сәуле түрлерінің бір-бірінен айырмашылығы кванттардың энегиясына байланысты. Электромагниттік толқындық теория тұрғысынан әр түрлі сәуле түрлері бірінен бірі электромагниттік тербеліс жиілігі бойынша ажыратылады. Міне, осы тербеліс жиілігі толқындық көрініс бойынша сәуле қасиеттерін анықтайтын негізгі параметр болып табылады.
Қашанда жарық шығару процесі массасының азаюына әкелеіп соғады, демек денедегі материяның саны азаяды. Міне, осындай ғаламат көп массаны жоғалту тіршіліктің көп Күнде де жүріп жатады. Неғұрлым жиілік көп болса, соғұрлым фотонның энергиясы және импульсі де көп, бұл жағдайда жарықтың түйіршіктік қасиеті білінеді. Демек жарықтың табиғаты екі жақты. Жарық металға түскендеодан электрондарды ұшырып шығарады, яғни А шығу жұмысы жасалады. Заттың жарықты жұтуы нәтижесінде, электрон h энергия алады. Егер h А болса, онда электронның шығу жұмысы іске асырылады. Электрон металдан ұшып шығады. Энергияның сақталу заңына сәйкес электронның максимал энергиясы мынаған тең болады: немесе . Бұл теңдеуді сыртқы фотоэлектрлік құбылыс үшін Эйнштейн теңдеуі деп аталады. Осы өрнек металдар үшін сыртқы фотоқұбылыстың барлық негізгі заңдарын оңай түсіндіреді. Сыртқы құбылысты байқау үшін болуы қажет, ендеше қызыл шекараға сәйкесті жиілік мынаған тең: , мұндағы 0 жиілігі электронның шығу жұмысы А-дан тәуелді, яғни металдың химиялық табиғатынп тәуелді және оның бетінің тазалығына байланысты. фотоэффект болуы мүмкін кездегі максималды толқын ұзындығы (сәйкесінше минималды жиілігі). жүктеу/скачать 2,53 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|